建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)-測(cè)試技術(shù)

建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)《建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)（第二版）》《建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)（第二版）》課程簡(jiǎn)介課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課/必修課

課程內(nèi)容：

它涉及供熱通風(fēng)空調(diào)、建筑給水排水、燃?xì)夤?yīng)等公共設(shè)施系統(tǒng)及建筑環(huán)境中的試驗(yàn)技術(shù)、計(jì)量技術(shù)及非電量電測(cè)技術(shù)等領(lǐng)域的知識(shí)、是設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行管理及科學(xué)研究必不可少的重要手段。主要內(nèi)容包括三大部分：第1篇測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)、第2篇測(cè)量?jī)x表和第3篇測(cè)試技術(shù)。

《建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)（第二版）》課程簡(jiǎn)介教學(xué)目標(biāo)：能力培養(yǎng)學(xué)時(shí)分配

：共24學(xué)時(shí)

第1篇測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)4學(xué)時(shí)；第2篇測(cè)量?jī)x表12學(xué)時(shí)；第3篇測(cè)試技術(shù)4學(xué)時(shí)；實(shí)踐4學(xué)時(shí)。教學(xué)要求；討論研究與自學(xué)相結(jié)合；考核與成績(jī)：平時(shí)成績(jī)占30%，實(shí)驗(yàn)成績(jī)占10%，考試占60%。參考書目1.《建筑環(huán)境設(shè)備測(cè)試技術(shù)》，劉耀浩，天津大學(xué)出版社。2.《建筑熱工及環(huán)境測(cè)試技術(shù)》，丁力行，機(jī)械工業(yè)出版社。3.《熱工檢測(cè)技術(shù)》，劉滿堂，中國計(jì)量出版社。4.《熱工檢測(cè)儀表》，王玲生，冶金工業(yè)出版社。5.《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》，王紹純，冶金工業(yè)出版社。6.《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》，王化祥，化工出版社。7.《流量測(cè)量?jī)x表應(yīng)用技巧》，紀(jì)綱，化學(xué)工業(yè)出版社。8.《壓力測(cè)量技術(shù)及儀表》，杜水友，機(jī)械工業(yè)出版社。9.《溫度的測(cè)量與控制》，姜忠良等，清華大學(xué)出版社第1篇測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（4學(xué)時(shí)）

本篇基本內(nèi)容：以學(xué)習(xí)、掌握檢測(cè)技術(shù)和檢測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)基礎(chǔ)理論、方法為目標(biāo)，重點(diǎn)介紹測(cè)試技術(shù)的基本知識(shí)，測(cè)量誤差和數(shù)據(jù)處理的基本概念、理論及方法。

第一章測(cè)試技術(shù)的基本知識(shí)授課時(shí)間：2學(xué)時(shí)基本內(nèi)容：測(cè)試技術(shù)的基本概念、測(cè)量方法及分類、測(cè)試儀表概述、計(jì)量的基本概念。熟練掌握測(cè)量誤差與精度等級(jí)的概念。掌握測(cè)量?jī)x表的基本技術(shù)指標(biāo)。重點(diǎn)和難點(diǎn)：測(cè)試技術(shù)的基本概念、測(cè)量方法及分類、測(cè)試儀表概述、計(jì)量的基本概念。第一章測(cè)試技術(shù)的基本知識(shí)．測(cè)試技術(shù)的概念

它是對(duì)生產(chǎn)過程和運(yùn)動(dòng)對(duì)象實(shí)施定性檢查和定量測(cè)量的技術(shù)。

它涉及到傳感器、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、模型理論、信號(hào)加工與處理、誤差理論、控制工程和參數(shù)估計(jì)、科學(xué)組建檢測(cè)系統(tǒng)，正確使用各種檢測(cè)工具、設(shè)備和檢測(cè)方法，正確地進(jìn)行測(cè)量并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行正確處理分析。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)的基本概念一．基本概念1．測(cè)量簡(jiǎn)單地說，是確定被測(cè)對(duì)象的數(shù)值大小。測(cè)量是運(yùn)用專門的工具，根據(jù)物理、化學(xué)、生物等原理，通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算找到被測(cè)量的量值。

測(cè)量的重要意義在于：

定性和定量精確計(jì)算來認(rèn)識(shí)事物，建立公式、定理和定律。（測(cè)量是技術(shù)生命的神經(jīng)系統(tǒng)；沒有測(cè)量，就沒有科學(xué)。）第一節(jié)測(cè)試技術(shù)的基本概念2．誤差公理真實(shí)值只有一個(gè)，測(cè)量值（測(cè)量結(jié)果）有許多個(gè)。一切測(cè)量結(jié)果都具有誤差。誤差自始至終貫穿在一切科學(xué)實(shí)驗(yàn)之中。研究誤差的目的：就是要根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因、性質(zhì)及規(guī)律，在一定測(cè)量條件下盡量減小誤差，保證測(cè)量值有一定的可信度，將誤差控制在允許的范圍之內(nèi)。

3．計(jì)量

確定測(cè)量器具的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。它是實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠傳遞的活動(dòng)，具有法定性。

計(jì)量和測(cè)量相同點(diǎn)是：手段、過程相同；不同點(diǎn)是：對(duì)象、目的不同。計(jì)量是利用技術(shù)和法制手段實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測(cè)量。

它的重要性：確保各類量具、儀器儀表測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性和統(tǒng)一性，所以必須定期進(jìn)行檢驗(yàn)和校準(zhǔn)。

4．測(cè)試是測(cè)量和試驗(yàn)的全稱。5．檢測(cè)是檢驗(yàn)和測(cè)量的統(tǒng)稱。是檢驗(yàn)測(cè)試某種物體指定的技術(shù)性能指標(biāo)（判定是否合格）。

第一節(jié)測(cè)試技術(shù)的基本概念二．測(cè)試技術(shù)的作用和任務(wù)1．作用

它是決定制造水平的因素之一。（沒有測(cè)試，就沒有科學(xué)。）2.任務(wù)（四個(gè)方面）：1，對(duì)產(chǎn)品的模型試驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，為產(chǎn)品質(zhì)量和性能提供客觀的評(píng)價(jià)；2，通過對(duì)設(shè)備或零件的參數(shù)實(shí)測(cè)，升級(jí)和改善產(chǎn)品質(zhì)量；3，通過測(cè)試技術(shù)驗(yàn)證新的科學(xué)規(guī)律；4，通過自動(dòng)控制，數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控、產(chǎn)品質(zhì)量控制和故障診斷等等。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)的基本概念三．測(cè)試技術(shù)的內(nèi)容和特點(diǎn)1．內(nèi)容研究對(duì)象，基本知識(shí)，基本理論，基本測(cè)試技能等。2.特點(diǎn)（四個(gè)方面）：1，性能測(cè)試；2，參數(shù)測(cè)試；3，更多的測(cè)試方法；4，更多的人參與測(cè)試。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)的基本概念四．測(cè)試技術(shù)的發(fā)展

信息時(shí)代（數(shù)據(jù)采集和處理）為測(cè)試技術(shù)的發(fā)展提供了先進(jìn)的技術(shù)手段和發(fā)展空間。

主要標(biāo)志有以下幾個(gè)方面：1，傳感器（或數(shù)字化傳感器）技術(shù)；2，非接觸測(cè)試（或離線式測(cè)試）方法；3，測(cè)試系統(tǒng)的智能化；4，測(cè)試系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。第二節(jié)測(cè)量方法及分類1．測(cè)量(確定被測(cè)對(duì)象的數(shù)值大小)測(cè)量定義：測(cè)量是以同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量與被測(cè)量比較，并確定被測(cè)量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量的倍數(shù)。表達(dá)式：L=X/U說明：①標(biāo)準(zhǔn)量應(yīng)是國際或國家公認(rèn)的。②采用的方法或儀器需經(jīng)驗(yàn)證。被測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)量（測(cè)量單位）測(cè)量值（比值））按測(cè)量手段分類：直接測(cè)量法，間接測(cè)量法，組合測(cè)量法按測(cè)量方式分類：偏差式測(cè)量法，零位式測(cè)量法，微差式測(cè)量法按測(cè)量敏感元件與否與被測(cè)介質(zhì)接觸分類:接觸式測(cè)量法，非接觸式測(cè)量法按被測(cè)對(duì)象參數(shù)變化快慢分類：靜態(tài)測(cè)量，動(dòng)態(tài)測(cè)量按測(cè)量系統(tǒng)是否向被測(cè)對(duì)象施加能量分類：主動(dòng)式測(cè)量法，被動(dòng)式測(cè)量法按測(cè)量數(shù)據(jù)是否需要實(shí)時(shí)處理分類：在線測(cè)量，離線測(cè)量按對(duì)測(cè)量精度的要求分類：精密測(cè)量，工程測(cè)量按測(cè)量時(shí)測(cè)量者對(duì)測(cè)量過程的干預(yù)程度分類：自動(dòng)測(cè)量，非自動(dòng)測(cè)量按被測(cè)量與測(cè)量結(jié)果獲取地點(diǎn)的關(guān)系分類：本地（原位）測(cè)量，遠(yuǎn)地測(cè)量（遙地）按被測(cè)量的屬性分類：電量測(cè)量和非電量測(cè)量按被測(cè)量的屬性分類：電量測(cè)量和非電量測(cè)量。2．測(cè)量方法分類2．間接測(cè)量：被測(cè)量不能通過直接測(cè)量的方法得到，而必須通過一個(gè)或多個(gè)直接測(cè)量值利用一定的函數(shù)關(guān)系運(yùn)算才能得到。（如電橋測(cè)量等）

1.直接測(cè)量：通過測(cè)量能直接得到被測(cè)量數(shù)值的測(cè)量。（如天平、米尺、秒表、電表、溫度計(jì)等

）y=x

測(cè)量值被測(cè)量直接測(cè)量值被測(cè)量y=kx′按測(cè)量手段分類：直接測(cè)量法，間接測(cè)量法，組合測(cè)量法熱量表天平3．組合測(cè)量：被測(cè)量不能通過直接測(cè)量或間接測(cè)量得到，而必須通過直接測(cè)量的測(cè)得值或間接測(cè)量的測(cè)得值建立聯(lián)立方程組，通過求解聯(lián)立方程組的辦法才能得到最后結(jié)果。公式：舉例1：電阻器溫度系數(shù)的測(cè)量

溫度系數(shù)αβ為被測(cè)量，可通過測(cè)得在兩個(gè)不同溫度下的電阻值，得到t1、t2、Rt1、Rt2四個(gè)直接測(cè)量值建立方程組，通過計(jì)算即可得到。若R20未知，則可聯(lián)立三個(gè)方程即可。電阻器阻值Rt與溫度t滿足關(guān)系式：按測(cè)量方式分類1．偏差法：用儀器儀表的指針的位移表示被測(cè)量大小的方法。2．零位法：亦叫平衡法。測(cè)量時(shí)用被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量比較，不斷調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)量的大小，當(dāng)指零器為0時(shí)，即可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)量的大小得到被測(cè)量的大小。

RX即：y=kx′零位法：如電橋測(cè)量．微差法：偏差法與零位法相結(jié)合構(gòu)成微差法。通過測(cè)量被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量之差來得到待測(cè)量的值。除了以上分類方法以外，還可分為精密測(cè)量與工程測(cè)量、等精度測(cè)量與不等精度測(cè)量、本地測(cè)量與遠(yuǎn)地測(cè)量等。按測(cè)量數(shù)據(jù)是否需要實(shí)時(shí)處理分類：在線測(cè)量，離線測(cè)量4．測(cè)量方法的選擇原則①被測(cè)量本身的特性；②被測(cè)量的準(zhǔn)確度；③測(cè)量環(huán)境；④現(xiàn)有測(cè)量設(shè)備等。

在此基礎(chǔ)上選擇合適的測(cè)量?jī)x表和正確的測(cè)量方法。

舉例1.2.1：電壓表測(cè)量高內(nèi)阻電路端電壓。

若電路輸出等效內(nèi)阻為80kΩ，當(dāng)電壓表內(nèi)阻分別為10MΩ、120kΩ，對(duì)應(yīng)的數(shù)字電壓表測(cè)得的電壓為：

V+-5V所以當(dāng)測(cè)量電路的內(nèi)阻較大時(shí)，要測(cè)量電路的端電壓需要選用內(nèi)阻高的數(shù)字電壓表（測(cè)的電壓高些）。80kΩV3V120KRvRv第三節(jié)測(cè)量?jī)x表概述數(shù)字式模擬式1．測(cè)量?jī)x表的類型分為模擬式、數(shù)字式。2．測(cè)量?jī)x表的功能測(cè)量系統(tǒng)的組成：由被測(cè)對(duì)象和測(cè)量設(shè)備組成，測(cè)量設(shè)備一般由傳感器、變換器、傳輸通道、顯示裝置組成。對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)框圖如下。傳感器變換器顯示裝置被測(cè)量傳輸通道三大功能：變換功能；傳送功能；顯示功能。變換器（變送器）

將傳感器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成顯示裝置易于接受的信號(hào)。包括機(jī)械放大，電信號(hào)放大，電信號(hào)轉(zhuǎn)換。．變換功能：傳感器：是測(cè)量系統(tǒng)與被測(cè)對(duì)象直接發(fā)生聯(lián)系的部分。如熱電偶傳感器。．傳送功能傳輸通道：

是各儀表之間輸入與輸出聯(lián)系的紐帶。傳輸通道可以是導(dǎo)線、管道、光纜、無線電通訊等。．顯示功能顯示裝置：分為模擬式、數(shù)字式、屏幕式數(shù)字式模擬式屏幕式3．測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)1精度（又稱精確度、準(zhǔn)確度、或近似程度）：

精密度，正確度，準(zhǔn)確度；2穩(wěn)定度；3輸入電阻；4靈敏度；5線性度；6動(dòng)態(tài)特性。精度（近似程度）：描述測(cè)量值偏離真值的程度。①精密度（δ）—說明測(cè)量值的分散性，反映隨機(jī)誤差大小的程度。（如圖c和d精密度高）(隨機(jī)誤差)②正確度（ε）—說明測(cè)量值與真值之間的接近程度，反映系統(tǒng)誤差大小的程度。（如圖b和d正確度高）(系統(tǒng)誤差)③準(zhǔn)確度（ζ）—反映系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差合成大小的程度。（如圖d,合成誤差）

對(duì)于測(cè)量者來說，正確度高的精密度不一定高，反之亦然。但準(zhǔn)確度高的正確度和精密度都高。精度（近似程度）：描述測(cè)量值偏離真值的程度。①精密度（δ）—說明測(cè)量值的分散性，反映隨機(jī)誤差大小的程度。（如圖c和d精密度高）(隨機(jī)誤差r=1/δ小好)②正確度（ε）—說明測(cè)量值與真值之間的接近程度，反映系統(tǒng)誤差大小的程度。（如圖b和d正確度高）(系統(tǒng)誤差R=1/ε小好)③準(zhǔn)確度（ζ）—反映系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差合成大小的程度。（如圖d,合成r+R小好）

__δε_(tái)_

ζ

=1/（r+R）=（δ

+ε

）④儀表精度等級(jí)：精度等級(jí)+百分號(hào)=允許誤差精度等級(jí)的國家系列一般為0.01、0.02、0.04、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0、5.0等。允許誤差：儀表出廠之前儀表廠家規(guī)定的儀表基本誤差不能超過某一個(gè)值。舉例1：儀表1：量程范圍0～500℃，1.0級(jí)；儀表2：量程范圍0～100℃，1.0級(jí)。結(jié)論：（同一等級(jí)）小量程允許誤差小。舉例1.2.2：儀表1：量程范圍0～500℃，0.5級(jí)；儀表2：量程范圍0～100℃，1.0級(jí)。結(jié)論：（不同一等級(jí)）小量程允許誤差也小。儀表選擇時(shí)，在滿足測(cè)試要求的前提下，盡可能選擇小量程的儀表。2．穩(wěn)定度（穩(wěn)定誤差）：是指在規(guī)定的時(shí)間、區(qū)間和其他外界條件恒定不變的情況下，儀表滿度與示值變化的大小。例如某數(shù)字溫度表的穩(wěn)定度為(0.008%Tm+0.003Tx)/(8h)。3．輸入電阻：例如對(duì)于數(shù)字電壓表對(duì)輸入阻抗有一定要求。4．靈敏度：穩(wěn)態(tài)下輸出變化量對(duì)輸入變化量的比值。X1X2L2L112

例如某一數(shù)字溫度表的分辨率為0.1℃，即該溫度表能區(qū)分的最小溫度變化為0.1℃。跳變一個(gè)字溫度變化0.1℃。通常分辨率為允許絕對(duì)誤差的1/3即可。靈敏度的另一種表示方法為分辨率。5．線性度：實(shí)際示值與理論示值差值的最大值與儀表量程的比值。Lm6．動(dòng)態(tài)特性：儀表的輸出響應(yīng)隨輸入變化的能力。第四節(jié)計(jì)量的基本概念1．單位制(法定計(jì)量單位

,如長(zhǎng)度：厘分寸尺丈里；1千米(公里)=2市里=0.621英里=0.540海里1米=3市尺=3.281英尺)2．計(jì)量基準(zhǔn)（經(jīng)國家鑒定、批準(zhǔn)作為統(tǒng)一全國量值最高依據(jù)的計(jì)量器具為主基準(zhǔn)。通過與國家基準(zhǔn)比對(duì)或校準(zhǔn)來確定其量值,并經(jīng)國家檢定,批準(zhǔn)的計(jì)量器具,稱為副計(jì)量基準(zhǔn).用于檢定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),傳遞由副基準(zhǔn)所保持的單位量值為工作計(jì)量基準(zhǔn)）3．量值的傳遞與跟蹤，檢定與對(duì)比（傳遞一般是上自上而下，由高等級(jí)向低等級(jí)傳遞，它體現(xiàn)了一種政府的意志，有強(qiáng)制性的特點(diǎn)。跟蹤確保準(zhǔn)確的傳遞。檢定﹑對(duì)比和校準(zhǔn)才能發(fā)合格證書。）計(jì)量單位

計(jì)量單位（簡(jiǎn)稱單位）是以定量表示同種量的量值而約定采用的特定量。我國規(guī)定采用以國際單位制（SI）為基礎(chǔ)的“法定計(jì)量單位制”。它是由一組選定的基本單位和由定義公式與比例因數(shù)確定的導(dǎo)出單位所組成的。如“米”、“千克”、“秒”、“安”等為基本單位。機(jī)械工程中常用的長(zhǎng)度單位有“毫米”、“微米”和“納米”，常用的角度單位是非國際單位制的單位“度”、“分”、“秒”和國際單位制的輔助單位“弧度”、“球面度”。

計(jì)量基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量基準(zhǔn)：是用來確定測(cè)量生產(chǎn)對(duì)象中的物理量的起始要素（如長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間等

）。它是自然、客觀、固定不變的。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)：是指選擇一定的對(duì)照來確定測(cè)量生產(chǎn)對(duì)象中的物理量的相對(duì)起始要素。它是人為、主觀、可變的、公用的。（參見P.13.）（越瘦秦肥

，楚王好細(xì)腰，三寸金蓮）